基于Mini-bar叠阵的百瓦级光栅-外腔光谱合束半导体激光光源

半导体激光器光栅-外腔光谱合束是一种实现高亮度半导体激光(DL)输出的有效方法。本文采用mini-bar叠阵作为合束光源,有效减小了"smile"效应对合束效率的影响,匀化了合束后的快慢轴光束质量,便于进一步的光纤耦合输出。采用柱面镜作为外腔镜,有效抑制了合束中的互锁定现象,从而取代了传统的空间滤波,减小了系统规模。在工作电流为75A时得到了159W的高亮度DL输出,合束光谱宽度为11.97 nm,电光效率为47.35%。当工作电流为60A时,合束光的快慢轴光束质量分别为3.145 mm·mrad与3.554 mm·mrad。     

Talbot外腔压窄线阵大功率半导体激光器输出谱宽

线阵半导体激光器（LDA）内部发光元周期排列,基于Talbot效应,改进传统Littrow外腔窄线宽系统,在Littrow外腔中置入反射率为20%平平镜构成Talbot外腔以进一步窄化激光器输出谱宽,并将外腔窄线宽输出通过铷池进行吸收实验。实验结果表明:铷池对Tablot外腔输出吸收系数比Littrow外腔吸收系数相对提高42.9%,说明Talbot外腔能有效提高外腔输出谱宽的均匀性,提高半导体激光器泵浦效率。     

半导体激光器列阵在外腔下的光谱特性

使用普通高反镜作为19个单元的半导体激光器列阵(LDA)的外腔,通过调节高反镜的位置和角度,使LDA发出的光反馈回有源层,从而压窄了输出光谱并降低了LDA的阈值电流.实验中,运行于外腔下的LDA在不同的驱动电流下的输出光谱均被压窄到了原来的1/10左右,阈值电流从7 A降到了5.5 A,并且在9 A的偏置电流下输出功率提高了2倍.     

半导体激光泵浦的外腔YAG激光器国内首次运转

中国科学院上海光学精密机械研究所“激光技术开放研究实验室”于1991年7月8日采用本所“半导体光电子学实验室”研制的一维锁相列阵半导体激光器泵浦外腔YAG激光器获得1.064μm激光输出。外腔结构的实验成功为进一步研究和发展半导体激光泵浦的固体激光器打下了基础。 对于半导体激光泵浦的YAG激光器,为了减少激光腔内的损耗,从而降低激光阈值,国内外在研究初期都采用全内腔的单块(monothic)YAG激光器,随着腔内倍频和增大激光输出等研究的发展和需要,又发展为外腔方式。     

升华外延碳化硅p-n结的性质

本工作测量了升华外延碳化硅p-n结的电流-电压特性和空间电荷电容。通过对正向电流-电压特性及电容-电压特性的分析,表明:随着外延生长条件的不同,这种p-n结的结构可以在相当宽的范围内变化,从近于线性梯度结直到典型的p-i-n结,而大多数p-n结则介于这两者之间。文中就外延生长条件对p-n结结构的影响进行了简略的讨论。此外,还给出了升华外延碳化硅p-n结正向电发光的亮度-电流关系、光谱分布以及脉冲和交流激励的测量结果。 关键词：     

外腔式可调谐半导体激光器的光谱法求解

利用由射线法求得的光谱表达式，分析了外腔式半导体激光器的输出谱，并以此求得了普遍情况下阈值载流子密度的解析表达式，结合光谱表达式与载流子速率方程，求得了不同电流下腔内载流子密度与阈值的差值，从而可以不必诸光子数速度方程而获得外腔式半导体激光器的自洽解。     

高功率垂直外腔面发射半导体激光器增益设计及制备

垂直外腔面发射半导体激光器(vertical external cavity surface emitting laser, VECSEL)兼具高功率与良好的光束质量,是半导体激光器领域的持续研究热点之一.本文开展了光抽运VECSEL最核心的多量子阱增益区设计,对量子阱增益光谱及其峰值增益与载流子浓度及温度等关系进行系统的理论优化,并对5种不同势垒构型的量子阱增益特性进行对比,证实采用双侧GaAsP应变补偿的发光区具有更理想的增益特性.对MOCVD生长的VECSEL进行器件制备,实现了VECSEL在抽运功率为35 W时输出功率达到9.82 W,并且功率曲线仍然没有饱和;通过变化外腔镜的反射率, VECSEL的激光波长随抽运功率的漂移系数由0.216 nm/W降低至0.16 nm/W,证实外腔镜反射率会影响VECSEL增益芯片内部热效应,从而影响VECSEL激光输出功率.所制备VECSEL在两正交方向上的发散角分别为9.2°和9.0°,激光光斑呈现良好的圆形对称性.     

基于垂直腔的通信波段短脉冲源

基于垂直微腔的光器件为自由空间与光纤中传播的光信号提供了简易的接入方式,极大地降低了器件封装的成本.垂直外腔表面发光激光器(也被称为半导体盘形激光器)结合了固态激光器和半导体激光器的优点,为开发新型紧凑的激光光源提供了新方法.对基于垂直腔的短脉冲源的研究现状进行一个简单的综述后,介绍了一些基于1.55 μm波长的亚皮秒光脉冲源的最新研究结果.这种脉冲源由InP基的垂直面发射激光器和GaAs基的半导体饱和吸收镜构成.     

静电加速器在固体物理上的贡献──质子轰击条形砷化镓双异质结激光二极管的研究

一、引 言 半导体激光器是激光器件的一大分支,其中研究得最多、应用也最广泛的是砷化镓激光二极管。在结构上它也具有一般二极管所共有的半导体p-n结,而组成激光器的光谐振腔的反射镜面就是半导体材料本身的两个解理面。在这样的器件的p-n结上加以一定值的正向偏置后,就可以在其解理面(腔面)上输出相干辐射。因为这样的激光二极管具有体积小、结构紧凑、操作方便等特点,所以,在激光通讯、测距、警报、工业自动化等方面有极广泛的应用。 但是以往的简单的激光二极管工作阈值比较高,而且只能在较低占空比的脉冲电流下工作。为了克服这些缺点…     

分段压缩平面共腔条形半导体激光器

分段压缩平面共腔条形激光器是为了适应日益增长的信息时代的需要,使器件具有低阈值、良好的线性输出和大功率单模工作等优良特性而研制的一种新结构半导体双异质结激光器.在本发明成功之前,国外已经研制出许多种结构类型的半导体双异质结激光器.从平行p-n结的侧向波导机制上分,该激光器大体可以分为增益导引和内建实折射率导引激光器两大类.早期研制的大多数是增益导引激光器.这类结构激光器的特点是有源区是平的、无厚度变化的.其优点是:工艺简单,空间侧向模式的选择性较好,易实现基侧向横模振荡;缺点是:缺少一个稳定的侧向模式导引机制,…     

大功率二极管激光线阵的“smile”测量方法

 二极管激光线阵封装中产生的“smile”现象对激光器的激射特性、寿命、光束质量等都会产生较大的影响。采用高分辨率CCD、快轴准直透镜及柱面透镜组成的单轴放大系统对激光线阵发光单元成像及基于光斑强度求质心的算法实现了二极管激光线阵“smile”的测量。实验结果表明：在阈值电流附近,采用In焊料焊接的器件“smile”小于2 μm,讨论了快轴准直透镜、CCD等对实验结果的影响。     

Nanometer-scale displacement sensing using self-mixing interferometry with a correlation-based signal processing technique

A self-mixing interferometer is proposed to measure nanometre-scale optical path length changes in the interferometer’s external cavity. As light source, the developed technique uses a blue emitting GaN laser diode. An external reflector, a silicon mirror, driven by a piezo nanopositioner is used to produce an interference signal which is detected with the monitor photodiode of the laser diode. Changing the optical path length of the external cavity introduces a phase difference to the interference signal. This phase difference is detected using a signal processing algorithm based on Pearson’s correlation coefficient and cubic spline interpolation techniques. The results show that the average deviation between the measured and actual displacements of the silicon mirror is 3.1 nm in the 0–110 nm displacement range. Moreover, the measured displacements follow linearly the actual displacement of the silicon mirror. Finally, the paper considers the effects produced by the temperature and current stability of the laser diode as well as dispersion effects in the external cavity of the interferometer. These reduce the sensor’s measurement accuracy especially in long-term measurements.     

二极管激光阵列在Talbot外腔中同相模的选择

 从理论和实验上对二极管激光阵列在Talbot外腔中的锁相进行了研究。在同相模和异相模近场分布的基础上，利用1维情况下的菲涅耳衍射公式计算了其远场分布。根据同相模和异相模在Talbot腔中的分布特性，采用1/2 Talbot腔并将外腔镜倾斜一个角度a的方法既能选择同相模，又能使模式的功率损耗最小。二极管激光阵列芯片采用CD金刚石材料,“三明治”结构对其进行封装，明显地减小了阵列的“smile”效应。在实验中实现了二极管激光阵列同相模的锁相输出，远场单瓣模的半高全宽为0.11 mm。     

体布拉格光栅外腔半导体激光器光谱特性研究

用体布拉格光栅(VBG)作为反馈元件与瓦级半导体激光器(LD)以及快轴准直柱透镜构成一个可以将半导体激光器的工作波长稳定在体布拉格光栅布拉格波长处的外腔激光器。测量了体布拉格光栅外腔激光器的波长稳定性与其工作电流、热汇温度、激光束准直装置等因素的关系。分析了波长稳定效果与半导体激光器增益谱特性、外腔结构参量等因素的关系。研究表明,在相同的工作电流、热汇温度下,当准直柱透镜直径为0.4 mm时的波长稳定效果较好;在此情况下,当热汇温度控制在30℃,工作电流从0.5 A增加到1.5 A的测量范围内,以及当工作电流固定在1.5 A,热汇温度从20℃增加到35℃时,测得的光谱特性表明,半导体激光器的工作波长可以很好地稳定在体布拉格光栅的布拉格波长处。与该激光器在同样条件下自由运转的光谱比较,可以看到,自由运转激射波长与体布拉格光栅的布拉格波长差值小于2.6 nm情况下,可以获得很好的波长稳定效果。实验也表明,当该值大于4.8 nm时波长稳定效果变差。     

激光二极管自混合干涉的计算分析和实验观察

实验上观察到自混合干涉信号的幅度仅仅为静态光强的百分之几.反馈光会引起激光二极管阈值电流减小,静态输出光强变化几倍,使激光二极管工作在实际的阈值电流之上.按三镜法布里-珀罗腔结构模型计算激光二极管的出射光强,由干涉函数主极大条件得出光频与反馈光的关系.计算出的自混合干涉信号的波形,以及自混合干涉信号的幅度与静态光强的比值均同实验测量结果一致.在τrC/τ1=22.8的情况下,复合谐振腔可同时有15个谐振模式,这些模随外腔长度的变化小于2.6×10-2cm-1,远小于法布里-珀罗谐振腔谐振模的线宽3.1cm-1,光频在内腔谐振模的线宽以内变化.     

A smile insensitive method for spectral linewidth narrowing on high power laser diode arrays

To eliminate the smile effect in spectral linewidth narrowing on high power laser diode arrays, we have introduced a plane reflective mirror into a common Littrow configuration external cavity to enhance the correlation among emitters. By this way, we obtained uniform spectral distribution among emitters of a 64-elements laser diode array with 35 GHz linewidth and 41 W output laser power.     

A Wavelength and Spectrum Measurement of an Extremely-Short-External-Cavity Laser Diode by Precisely Controlling Slider Flying Height

In this paper we propose a measurement method that uses a laser diode (LD) attached to a flying slider and a semi-transparent rotating disk mirror for an extremely-short-external-cavity configuration. Not only the wavelength, but also the spectrum and the light output are measured at room temperature with the external cavity length, the reflectivities of the LD facets and the external mirror, and the drive current as parameters. We have confirmed wavelength variation as great as 30 nm by changing the external-cavity length for a 1.3-$mUm wavelength laser diode with an antireflection coating on the LD facet facing the external mirror.     

Line-Width Reduction of a Laser Diode Array Using an External Cavity with Two Feedback Mirrors

A novel Littman-Metcalf external cavity laser diode array with two feedback mirrors is introduced. The linewidth broadening effect caused by smile can be reduced by the novel external cavity. At the drive current of 16A, the line-width is narrowed to 0.1 nm from free-running width of 1.6 nm with output efficiency of 84%.